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生物技术的研究范文1
关键词：食品检测；生物技术；实践；分析
一、食品检测中应用生物技术的实践分析
生物技术主要是以现代生命科学为基础，将先进的科学原理和科学技术相结合，将生物体进行改造，生产出人们所需要的产品，生物技术主要利用动植物体对物质原料进行加工，是一门综合性极强的学科。
下面笔者将分析在食品检测中生物技术的应用，主要从食品的基因（DNA）探针检测技术、基因（DNA）芯片检测、免疫学检测技术等多方面展开分析，具体如下。
（一）基因（DNA）芯片检测
目前我国使用的基因（DNA）芯片检测技术主要分为两种，一是以芯片为基础的基因（DNA）芯片检测，另一种是以阵列为主的基因（DNA）微型阵列检测技术，工作原理均是利用扩增仪（PCR）类型对在食品中采取的样品DNA进行扩增，实验的前提是在放置样品的芯片上要预留DNA寡核苷酸，实验标记的探针要使用经过荧光制备的探针、将样品中的DNA和荧光探针进行杂交实验，接着利用扫描机分布荧光的分布模式，以此来确定在食品样品汇中存在着的基因。基因（DNA）芯片的分解结果比较的准确，且在实验的过程中需要的实验试剂比较少，具有较高的性价比。在食品安全的检测中运用基因（DNA）芯片检测技术，能够实现对食品样品自动化的检测，确保检测数据的精准和有效，通过对几组检测数据的分析能够得知在食品安全检测中运用基因（DNA）芯片检测技术，能够对转基因农作物中的各类细菌进行精准、有效的检测（包括：沙门氏菌、志贺氏菌等细菌），因此，这类技术在食品安全检测中也占据着重要的位置。
（二）基因（DNA）探针检测技术
基因（DNA）探针技术的专业术语又称之为分析杂交技术，基因探针技术的工作原理是合理的运用基因的变形性，通过碱基相互配对方式来检测食品中的DNA分子，简单来说，这类技术的主要理论是将DNA分子的碱基配对作为主要的作为基础的理论，这类技术能够大幅对的提升食品检测中的效率和质量。
在目前的食品检测工作中基因探针技术的关键点就是基因（DNA）探针的构建，该技术也包括两种杂交方式：同相杂交、异项杂交，两种技术最主要的区别在于探针的构建方式上存在着差异、构建体系上也存在着较大的差异。基因探针技术在食品检测中得到了广泛的应用，能够将食品中的葡萄球菌、大肠杆菌等菌类全部检测出来。
同传统的食品检测方法相比较，基因（DNA）探针技术克服了传统食品检测中的不足之处，最终的检测结果也更加的准确、检测操作也比较简单、且检测的方式更加具有灵活性。唯一的缺点就是基因（DNA）探针技术的成本比较高，这一问题制约着该检测技术的发展。
（三）免疫学检测技术
免疫学检测技术主要以抗体和抗原体之间的综合反应为基础，目前，我国运用的免疫学检测技术情况下包括以下三类：免疫标计技术、棉衣凝集试验、免疫沉淀反应。免疫检测技术操作流程比较方便简单，且这类技术的检测成本比较低、检测设备的灵敏性的比较高、检测数据的分析容量也比较大。
目前，免疫z测技术在食品检测中的应用比较广泛，主要表现在能够分析食品蛋白质的结构，免疫检测技术中的酶联免疫技术能够检测出食品的具体显色，伴随着科技的进步，在传统的检测技术上研发了新型的检测技术，包括荧光检测、放射检测、磁性分离检测等新型、先进的检测技术，其中的酶标抗体具有抗体抗原反应，同时还能和酶的底物进行特性催化，在增加的底物的情况下，能够根据底物的显色做出科学、合理的分析和判断。众所周知，酶的催化效率比较高，能够在特定的时间内将反应效果放大，因此，运用这种免疫学检测技术检测食品，得到的检测结果准确率比较高，同时检测过程中也具有较强的稳定性，但不可否认的是，这类技术无法运用在鲜活组织生物体上进行检测。
（四）生物传感器检测技术
生物传感器检测技术具有一定的化学识别功能，这类技术的检测材料比较股东，其中生物材料和信号装置、能量器件为主要的构成系统，生物传感技术在食品检测方面具有很多的优势，主要体现为生物传感器检测技术的操作比较简单、检测反应的速度比较快，检测时需要的样品也比较少（仅缓冲液体），能够进行连续的检测操作。检测的时候具有较强的自动化检测特点，这类技术能够运用在肉类、鱼类、乳制品等食品检测中。
二、结束语
综上所述，本文主要是对食品检测中的生物技术应用进行了分析阐述，从基因（DNA）芯片技术、基因（DNA）技术、免疫学检测、生物传感器检测技术几个方面分析了食品检测的流程及注意事项，在实际的食品检测工作中，相关的技术人员还应该加大生物技术的研究力度，以此确保食品安全。
参考文献：
生物技术的研究范文2
关键词：生物技术；林木育种；基因工程
我国工业的不断进步，城市化进程的不断推进，我们生活水平不断提高的同时，也带来了一些的问题，引起我们的深度思考，生态环境遭到严重破坏，自然资源极度困乏，严重威胁到我们赖以生存的家园，如何更好地保护自然生态，已经成为我们刻不容缓的任务。近些年来，我们加大力度保护森林资源，在林木育种方面不断研究，将先进的生物技术应用到林木育种上，有效地增加了林木产量、提高林木质量，有利于我国林业的稳步向前发展。
一、林木种质研究现状
林木行业中越来越重视林木遗传的研究，遗传问题结合了林木变异的规律作为研究的理论指导，并结合了多种途径和技术。在建国初期我国开始从事林木遗传研究，20世纪60年代建立了第一批种子园。在造林种树的种源选择和针叶以及阔叶树种的选择上都做了相关的研究和调查。在之后的几十年间，我国的林木遗传育种已经取得了很大的进展，包括无性系选育、生物技术的遗传、种源选择等。有多种树木的基因遗传育种手段，其中美洲黑杨和欧美杨的三元作图也有了很大的进展，获得了世界上密度较高的树木遗传图谱之一，经过试验后表明具有很好的抗虫能力，基因上有了很大的改进。而且分子标记辅助选择育种也在多种树木的育种上得到了应用，高产技术以及无性组织培养也得到大力推广，为生长出优质的林木提供强有力的保障，促进林业的快速发展，同时，带动林业相关产业的快速发展，有利于实现经济效益、生态效益的相互统一，获得最大经济效益的同时，更好地保护生态环境。
二、生物技术在林木种质中的应用
生物技术是指利用生物体系和先进的生物学相关技术，经过一些人为的加工，为人们在生物学上的需要提供科学技术手段来达到生物学的要求，实现一定的科技进步。生物技术广泛地应用到林木育种方面，为林业培育出更优质的树种，达到最高的成活率，保证林木的数量与质量。在生物技术中基因工程、细胞工程和组织培养，是在林木育种中应用比较广泛的，并且取得了一定的成果，在林木的各项性能以及防病虫害和抗旱性都有所提高，切实在增加林木产量的同时，不断提高林木质量，从而，更有利于生态环境的保护。
1.应用原理和优势
生物技术作为一门比较新型的科学，包括很广阔的内涵。早在上世纪30年代就已经有学者提出细胞学说，推动了组织培养的发展，出现了更多的植物新品种，更加优质的基因得到了好的应用。其优越性主要有以下几点表现：首先是能够改变常规育种改良品种的办法，达到了从细胞水平去改造生物；其次是生物育种达到了定向改造生物的计划，避免了传统育种的诸多麻烦；最后是生物育种能够产生更多的品种，使很多不可能的性能得到体现，为新资源提供了条件与发展空间，生物技术在林木育种上的应用与研究，符合新时代的发展要求，满足了人们对生态资源的深层次需求，林木育种方面的不断创新，将推动我国林业发展进入全新的高度，翻开新的篇章。
2.林木细胞工程
植物细胞具有发育的全能性，即一个植物细胞可以在一定适宜的条件下成长为一个完整的植株，细胞工程就是利用细胞的全能性达到植物的培养。在培养的时候只要选择有一定优势的植物进行培育，保留其含有的优良基因，然后细胞就会表现出具有所有组织性能的全能性，通过这种办法繁殖的植物树种正处于不断的发展之中。培育的主要办法有：单倍体培养，即通过诱导未成熟的花粉使其发育成为单倍体；体细胞遗传变异，这样能够增加细胞的突变率，筛选出具有优良性能的细胞系进行繁殖；体细胞杂交与原生质体融合，将一些具有分化潜力的材料经过一定的处理之后使其尽快的恢复细胞壁，然后分化形成完整的植株；另外还有人工种子，将植物的小块组织装在培养基里面进行繁殖，这样能够有惊人的繁殖速度，产生很大的经济效益。与此同时，推动我国营林造林等项目的顺利开展，促进了经济效益与生态效益、社会效益，三者的相互统一，更好地实现对森林资源的有效保护与利用，促进我国林业以及相关产业的蓬勃发展。
3.林木基因工程
基因工程技术是利用克隆、分离和转移等技术，将一些有着特定需要性状的基因，通过生物或者化学等方法导入到植物体内，进行相关基因的繁殖，最后实现对于林木树种的方向性改良。林木基因具有一定的复杂性，基因的数量较大，在进行基因导入的时候常常会出现一些不稳定的因素。外源基因需要能够进入到染色体上才能够表达出来，而且需要经过减数分裂之后才有效，所以比较难以形成。目前很多的抗病虫害育种等应用转基因的较多，能够很好的有针对性的进行培养。在很多的被子植物中都实现了基因的有效转移，基因在导入之后得到了很好的表达，实现了植物的再生。
4.现代生物技术在林木种质资源改良中的应用前景
近些年来，生物技术飞快发展，其中分子标记技术与转基因技术日趋成熟，已开始应用于林木种质资源和改良研究领域，前景广阔。生物技术作为21世纪高技术的核心，将在许多领域发挥巨大的作用，我国已把大力发展生物技术在林木种质改良的利用作为经济战略的重点，以生物技术为依托的高新技术产业群正在兴起，把生物技术运用到林业上，将会大大节约空间、时间、人力和物力，生物技术将成为林木种质改良的重要手段，会创造出巨大的经济效益和社会效益。
结语：科技的不断进步推动着我国在生物技术方面的广泛应用，特别是生物技术在林木育种上的应用，将我国传统的林木育种方式不断改良，从而培育出更优质的品种，保证了林木的产量与质量，极大程度推进了我国林业的发展历程，运用科学先进的技术，实现林业资源的可持续发展。
参考文献：
[1] 马和平，李毅等.生物技术在林木育种中的应用[J].河北林果研究，2013（4）.
生物技术的研究范文3
1现代生物技术分析
1.1探针核酸监测技术
探针核酸检测技术是使用特定核苷酸序列出现特异性互补已知核苷酸片段作为探针，主要分析片段长度的多样性，被标记的探针可以使用在植物细胞组织内、探测溶液、固定生物膜同源核酸序列。探针核酸监测技术有高度灵敏性以及特异性，当前在环境微生物监测中广泛使用。
1.2PCR技术
PCR（PolymeraseChainReaction）技术是指生物学的聚合酶链式反应，主要是指在聚合酶的催化中将特定的引物设置为监测起点，通过延伸、退火以及变性等步骤将DNA体外复制，可以快速的在异地使用体外复制所有目的的DNA。聚合酶链式反应有特异性强、灵敏度高优势，可以在监测大量评价样品以及环境中的污染。
2在大气污染中的实践
大气污染是指使用生物监测对大气质量进行分析研究，确定环境污染程度。在生物系统中，大气污染给动植物的生存带来了严重的污染，因为植物有在固定的温度、湿度中生长的特征，导致植物没有科学办法避免有害物质污染。植物对大气中有害物质有一定敏感性，所以在环境监测中便于监测以及管理，环境监测中现代生物技术在大气污染中的实践中可以使用采取植物叶子的方式当做需要监测的样品。植物可以通过大气污染程度完整的反应出来，在大气污染实践中常用的监测植物有以下种类：
2.1氟化物指示植物
通过植物可以反映出氟化物的对象主要有：苔藓、金线草、唐菖蒲、大蒜、郁金香以及梅树等植物。通常情况下，使用现代生物技术监测受污染比较明显的植物，叶子形状转变为尖形，并且叶面上有一定程度的伤斑，出现在叶脉上的症状则比较少。受环境污染的伤斑是浅褐或者红褐色。
2.2二氧化碳所指示植物
二氧化碳污染指示的植物主要有海棠、烟草、向日葵、番茄以及柑橘等。通常受环境污染比较明显，症状主要是植物叶子上出现不规则的伤斑，颜色主要是白色、棕色以及黄褐色等，同时植物叶子上也不同程度的出现点状伤斑。
3在水体污染中的实践
3.1微生物群监测
水体系统中比较重要的组成部分是微生物群，微生物群在水体出现污染时可以快速的感应。一般情况下在环境监测中使用的监测手段是泡沫塑料块聚氨酯法，该手段是在水体中投入一定量含有聚氨酯的塑料块，对水体中微生物群落收集监测。和传统水体环境监测方式对比，这种方法速度快、经济、准确，同时还可以在污染监测中广泛使用。
3.2生物法监测
使用生物法监测水体污染的方式主要是使用生物监测方式对水体监测。使用现代生物科技中的生物法对水体污染情况进行分析。生物法监测水体污染情况可以将水体污染带来的不利影响全面展示出。水体污染比较严重、可以反映出的生物有蚊幼虫、小颤藻以及颤蚓类生物。
4在土壤污染中的实践
4.1动物监测法
使用动物监测法控制土壤受污染的情况，使用这种方式进行监测时，通常情况下可以将蚯蚓当作监测对象，因为蚯蚓有比较高的敏感性，可以觉察到土壤中是否含有农药、铅等有害物质。除此之外，使用现代生物技术进行土壤污染监测时因为土壤中有一定镉物质含量，和蚯蚓体内镉物质含量有一定关联性，因此蚯蚓在土壤污染的应用中具有一定意义。
4.2植物监测法
使用微生物监测法对土壤污染进行监测主要是指使用土壤指示植物对土壤受污染情况进行监测。如果土壤遭到一定污染，受到污染的微生物会出现一定程度的反应，并且有污染比较明显的植物出现代谢异常的症状。比如遭到土壤污染的植物表面出现明显伤斑、构成成分发生改变、呼吸作用不断加强或者减弱、发育减慢等情况。
4.3微生物监测法
现代生物技术监测土壤污染情况可以通过微生物监测法对土壤进行监测，土壤污染源主要是人类粪便、尿液等污染源，同时灌溉过程中使用污水也会对土壤造成不同程度的污染，使用微生物监测可以对土壤污染的状况和程度全面评价。
5结语
生物技术的研究范文4
关键词:生物工程；环境保护；技术应用
1前言
生物工程是近年来一门崭新的学科领域,该学科的研究内容是生命科学,但是由于其学科的综合性强,能够推广至很多领域的产品研发和新技术的应用。生物工程也在不同的需求中得到飞速的发展,培养了一批相关技术人才,在人类对环境保护的概念日益增强的今天,逐步应用于环境保护的工作中,由于其具有高效绿色环保的特点,因此在环境保护领域有着巨大的潜在应用价值。
2我国自然环境面临的问题
我国从解放后,经济逐步复苏,国家对工业生产也投入了许多资金和人力,使得我国的经济在解放后出现了快速增长,在改革开放后,我国经济增长再一次迈上了新台阶,经济增长速度飞快,无论是从工业生产还是居民消费水平,都取得了令人瞩目的成就,然而这一切的发展却给自然环境带来了十分严重的影响。在解放初期,由于工业水平比较落后,使用的机器设备都十分落后,技术水平也很难达到发达国家的标准,我国的工业生产都属于高能耗的生产模式,大量的生产造成我国自然资源的大量开采和浪费,随后的发展中,技术能力逐渐开始赶上发达国家,但是对自然环境保护的意识仍然没有在人们心中扎根,经济发展还是在原有的模式下进行,无论是工业生产还是农业生产,对环境的影响进一步恶化,自然资源被人为破坏,很多独特的稀有资源都面临枯竭,自然环境开始给人类敲响了警钟,这种无节制的开发和破坏最终将会影响社会发展节奏。因此我国开始倡导可持续发展的战略目标,将经济发展和环境保护相结合,达到共同发展的目的,在保障工农业生产所必须的资源,大力加强对环境污染的治理工作,并积极寻找可替代能源,发展清洁能源,保护人类赖以生存的自然环境,也为社会的长远发展提供保障。
3当前生物工程技术的特点
中国现有的环境污染情况由于历史遗留问题较多,再加上现代化生产和生活的排放,对环境保护的治理工作一直是重点和难点。现代化生物工程的发展为环境保护工作提供了一条崭新的途径,也由于近些年生物工程技术在环境污染治理方面取得了很多成绩使它受到了广泛的关注。生物工程技术通过使用生物制剂将污染物从环境中分解,清除,整个过程不存在二次污染,且处理效果较好,具有十分重要的应用价值,而且从环境系统的角度看,通过生物工程技术引入的生物制剂,对环境的影响也小,通过对整个生态环境失衡的调平,达到环境保护的效果,因此其环保功效显而易见。生物工程技术的灵活度高,能够根据不同污染物的特点,结合基因工程的先进技术有针对性的开展治理工作,并且从实践上现实了可持续发展的环境保护概念,逐渐在环境保护和污染物治理领域表现出卓越的优势,受到环境保护领域工作的高度关注。
4生物工程技术在环境保护领域的应用
可以看出生物工程技术具有诸多优点,使得生物工程技术在环保领域受到广泛的欢迎,其主要的污染治理成绩表现在以下几个方面:
(1)工业和生活废水的整治。
水是人类的生命之源,一直以来都是人类无法替代的宝贵自然资源,然而由于生产和生活污水的污染,使得人类赖以生存的水源都出现了不同程度的污染,这个问题迫在眉睫,因为如果缺少了干净的水资源,人类将无法从事正常的生活和生产活动,更严重的会影响到人类的生存。对污水的治理问题一直都是环境保护的重点问题,然而其他物理置换或者多层过滤等方法,无法彻底清除污水中的有害物质,还容易造成水体的二次污染,随着清洁的水资源越来越少,环境保护领域向生物工程技术投入了研究,并获得了良好的效果,通过使用生物工程的相关技术,利用生物制剂将污水中的污染物分解代谢成为对人体和自然环境没有威胁的清洁水,可以在不引入二次污染的同时达到较好的净水效果。废水问题是困扰现在人们的重点问题,如果有效处理废水呢？利用现代生物技术可以达到有效成果。根据现代化城市对污水排放要求的提高,生物工程领域也发展了新型技术已达到排放标准,并推动污水处理产业的发展。
(2)空气的净化。
实际上利用生物工程将空气净化的方法已经早已应用,现在已经成为比较成熟的技术在空气净化领域广泛使用,由于这种方法对资金要求低,环保性能高,净化效果好,在未来也存在着巨大的市场潜力。
(3)对固体垃圾的处理。
固体垃圾也是环境污染的一种难以处理的问题,原有的方法通过掩埋等处理时间长,或者对环境造成二次污染,因此迫切需要寻找新的方法,生物工程技术的应用解决了这些问题,可以通过生物分解代谢,有效将固体垃圾进行处理,还能够反复使用,减少垃圾处理的成本,其处理后的垃圾变废为宝,能够作为农业生产中的绿色肥料,使整个环境污染的处理过程循环成为一个环保过程,产生一定的经济收益,是现如今最优的污染处理方法。
(4)利用生物技术维护环境。
将生物工程技术延伸到对环境的维护领域也是一项重要的应用,可以利用生物工程技术整治各种污染物的方法将自然环境净化,在现有基础上提升自然环境质量,在治理污染的同时防止污染的发生,从根本上解决环境污染的问题。
5结论
通过上述内容的分析,可以看出生物技术在环境污染整治和维护的领域能够发挥重要的作用,可以将环境保护技术从现有的防御转为提前维护,保证自然环境与人类发展的和谐统一,避免因人类社会的发展需求对环境造成的恶劣影响。加强对生物工程的研发力度,促进相关污染处理技术的发展,能够为人类的可持续发展提供更强大的保护。
参考文献
[1]郭艳霞.论生物技术在环境保护中的应用.科技与创新,2015,21.
[2]刘彪.探究生物技术在环境保护中的应用及前景.房地产导刊,2015,9.
[3]杨宇蒿,王碧文.现代生物技术在环境保护中的应用研究进展之我见.经贸实践,2015,4.
生物技术的研究范文5
关键词:生物技术;基因工程;细胞工程
现代生物技术的迅猛发展,成就非凡,推动着科学的进步,促进着经济的发展,改变着人类的生活与思维,影响着人类社会的发展进程。现代生物技术的成果越来越广泛地应用于医药、食品、能源、化工、轻工和环境保护等诸多领域。生物技术是21世纪高新技术革命的核心内容,具有巨大的经济效益及潜在的生产力。专家预测,到2010～2020年,生物技术产业将逐步成为世界经济体系的支柱产业之一。生物技术是以生命科学为基础,利用生物机体、生物系统创造新物种,并与工程原理相结合加工生产生物制品的综合性科学技术。现代生物技术则包括基因工程、蛋白质工程、细胞工程、酶工程和发酵工程等领域。在我国的食品工业中,生物技术工业化产品占有相当大的比重;近年,酒类和新型发酵产品以及酿造产品的产值占食品工业总产值的17%。现代生物技术在食品发酵领域中有广阔市场和发展前景,本文主要阐述现代生物技术在食品发酵生产中的应用。
一、基因工程技术在食品发酵生产中的应用
基因工程技术是现代生物技术的核心内容,采用类似工程设计的方法,按照人类的特殊需要将具有遗传性的目的基因在离体条件下进行剪切、组合、拼接,再将人工重组的基因通过载体导入受体细胞,进行无性繁殖,并使目的基因在受体细胞中高速表达,产生出人类所需要的产品或组建成新的生物类型。
发酵工业的关键是优良菌株的获取,除选用常用的诱变、杂交和原生质体融合等传统方法外,还可与基因工程结合,进行改造生产菌种。
(一)改良面包酵母菌的性能
面包酵母是最早采用基因工程改造的食品微生物。将优良酶基因转入面包酵母菌中后,其含有的麦芽糖透性酶及麦芽糖的含量比普通面包酵母显著提高,面包加工中产生二氧化碳气体量提高,应用改良后的酵母菌种可生产出膨润松软的面包。
(二)改良酿酒酵母菌的性能
利用基因工程技术培育出新的酿酒酵母菌株,用以改进传统的酿酒工艺,并使之多样化。采用基因工程技术将大麦中的淀粉酶基因转入啤酒酵母中后,即可直接利用淀粉发酵,使生产流程缩短,工序简化,革新啤酒生产工艺。目前,已成功地选育出分解β-葡聚糖和分解糊精的啤酒酵母菌株、嗜杀啤酒酵母菌株,提高生香物质含量的啤酒酵母菌株。
(三) 改良乳酸菌发酵剂的性能
乳酸菌是一类能代谢产生乳酸,降低发酵产品pH值的一类微生物。乳酸菌基因表达系统分为组成型表达和受控表达两种类型,其中受控表达系统包括糖诱导系统、Nisin诱导系统、pH 诱导系统和噬菌体衍生系统。相对于乳酸乳球菌和嗜热链球菌而言,德氏乳杆菌的基因研究比较缺乏,但是已经发现质粒pN42和PJBL2用于构建德氏乳杆菌的克隆载体。有研究发现乳酸菌基因突变有2种方法:第一种方法涉及(同源或异源的)可独立复制的转座子,第二种方法是依赖于克隆的基因组DNA 片断和染色体上的同源部位的重组整合而获得。通过基因工程得到的乳酸菌发酵剂具有优良的发酵性能,产双乙酰能力、蛋白水解能力、胞外多糖的稳定形成能力、抗杂菌和病原菌的能力较强。
二、细胞工程技术在食品发酵生产中的应用
细胞工程是生物工程主要组成之一,出现于20世纪70年代末至80 年代初,是在细胞水平上改变细胞的遗传特性或通过大规模细胞培养以获得人们所需物质的技术过程。细胞工程主要有细胞培养、细胞融合及细胞代谢物的生产等。细胞融合是在外力(诱导剂或促融剂)作用下,使两个或两个以上的异源(种、属间) 细胞或原生质体相互接触,从而发生膜融合、胞质融合和核融合并形成杂种细胞的现象。细胞融合技术是一种改良微生物发酵菌种的有效方法,主要用于改良微生物菌种特性、提高目的产物的产量、使菌种获得新的性状、合成新产物等。与基因工程技术结合,使对遗传物质进一步修饰提供了多样的可能性。例如日本味之素公司应用细胞融合技术使产生氨基酸的短杆菌杂交,获得比原产量高3倍的赖氨酸产生菌和苏氨酸高产新菌株。酿酒酵母和糖化酵母的种间杂交,分离子后代中个别菌株具有糖化和发酵的双重能力。日本国税厅酿造试验所用该技术获得了优良的高性能谢利酵母来酿制西班牙谢利白葡萄酒获得了成功。目前,微生物细胞融合的对象已扩展到酵母、霉菌、细菌、放线菌等多种微生物的种间以至属间,不断培育出用于各种领域的新菌种。
三、酶工程技术在食品发酵生产中的应用
酶是活细胞产生的具有高效催化功能、高度专一性和高度受控性的一类特殊生物催化剂。酶工程是现代生物技术的一个重要组成部分,酶工程又称酶反应技术,是在一定的生物反应器内,利用生物酶作为催化剂,使某些物质定向转化的工艺技术,包括酶的研制与生产,酶和细胞或细胞器的固定化技术,酶分子的修饰改造,以及生物传感器等。酶工程技术在发酵生产中主要用于两个方面,一是用酶技术处理发酵原料,有利于发酵过程的进行。如啤酒酿制过程,主要原料麦芽的质量欠佳或大麦、大米等辅助原料使用量较大时,会造成淀粉酶、俘一葡聚糖酶、纤维素酶的活力不足,使糖化不充分、蛋白质降解不足,从而减慢发酵速度,影响啤酒的风味和收率。使用微生物淀粉酶、蛋白酶、一葡聚糖酶等制剂,可补充麦芽中酶活力不足的缺陷,提高麦汁的可发酵度和麦汁糖化的组分,缩短糖化时间,减少麦皮中色素、单宁等不良杂质在糖化过程中浸出,从而降低麦汁色泽。二是用酶来处理发酵菌种的代谢产物,缩短发酵过程,促进发酵风味的形成。啤酒中的双乙酰是影响啤酒风味的主要因素,是判断啤酒成熟的主要指标。当啤酒中双乙酰的浓度超过阈值时,就会产生一种不愉快的馊酸味。双乙酰是由酵母繁殖时生成的α-乙酰乳酸和α-乙酰羟基丁酸氧化脱羧而成的,一般在啤酒发酵后期还原双乙酰需要约5～10d 的时间。崔进梅等报道,发酵罐中加入α-乙酰乳酸脱羧酶能催化α-乙酰乳酸直接形成羧基丁酮,可缩短发酵周期,减少双乙酰含量。
四、小结
在食品发酵生产中应用生物技术可以提高发酵剂的性能,缩短发酵周期,丰富发酵制品的种类。不仅提高了产品档次和附加值,生产出符合不同消费者需要的保健制品,而且在有利于加速食品加工业的发展。随着生化技术的日益发展,相信会开发出更多物美价廉的发酵制品,使生物加工技术在食品发酵工业中的应用更加广泛。
参考文献
[1]赵志华,岳田利等.现代生物技术在乳品工业中的应用研究[J].生物技术通报.2006,04:78-80.
[2]王春荣,王兴国等.现代生物技术与食品工业[J].山东食品科技.2004,07:31.
生物技术的研究范文6
1 城市含磷含氮污水的环境危害
城市污水具有危害人类健康，污染环境的破坏性影响性；根据来源主要可以被分为生活污水和工业污水两部分；其中含有的氮和磷物质不仅会加剧水物质的富营养化，氮磷等物质还会发生反应生成具有超强好氧性的氨氮物质来降低水物质的氧含量，不仅如此，含有氮磷等物质的污水由于反应所生成的某些含氮化合物对于人类和自然界的其他生物也都是有毒害性影响的，为此，国际上规定的氮磷的排放量也日渐严格。
2 生物除磷脱氮相对关系研究
虽然国际上对于污水治理技术研究很早就开始了，但是采用生物脱氮除磷技术进行污水处理却是近二十年才新兴的。生物除磷脱氮技术具有良好的市场前景，因为它比起污水处理常用的物理化学技术较为经济实惠，可以有效的节约成本；还能将我们较为熟悉的二级生物污水治理技术充分进行高效率高质量的改进改善，也正因为如此，生物除磷脱氮技术才成为现今使用率最高，发展前景最好的污水处理技术。
2.1 生物除磷结构流程以及技术原理
2.1.1 技术原理通常情况下生物处理活性污泥里面，磷含量仅占污泥干燥状态下比重的百分之二左右。然而，如果处于厌氧一好氧进行变换的状态下，污泥里面的一微生物就会发生变化，释放出比平常高很多的磷含量。
2.1.2 污水处理生物除磷技术系统
一般通过污泥的厌氧需氧变化进行除磷的技术流程（如图1所示）比较简单，只要就是在厌氧池里面进行化学物质聚磷菌的反应代谢后从而减缓BOD含量同时得到物质磷。然后再经过需氧反应器的化学物质聚磷菌的需氧呼吸活动，在对物质BOD进行氧化作用后通过转变为聚合磷酸盐来把磷物质有效地储存在污水的异养菌聚磷菌里面。通过国内外对生物除磷技术的研究进行调查，我们发现各国学者所使用技术机理虽然标准不一样，所获得的技术形式却是多种多样。图1：基本除磷技术流程图
2.2 生物脱氮结构流程以及技术原理
2.2.1 污水处理生物脱氮原理
将污水处理的生物脱氮技术依据反应类型划分，可以分成氨的硝化作用和反硝化两种类型。一般进行硝化作用就主要是指将氨作为电子变化的供方，而将分子氧视为电子的受方，通过进行氮从兼具负三价电子的物质NH4反应变化成带有正三价电子的NO2一以及带有正五价电子的NO3。然而本质上仅仅是发生了水下氮的化合态形态转变，根本将水中氮的实际含量进行改变，反应性质就是避免污水水体发生富养化现象，但污染问题根本没得到处理。与此相对的反硝化却恰恰相反，通过污水中硝酸盐物质作为氮电子受方，让碳源成为氮电子的实际供方，这期间虽然也是通过硝酸盐里面的氮电子变化，可不同的是这个反应过程生成了气态氮（如N2、N2O），气体可以从污水中挥发出去，从而真正实现氮的治理。
2.2.2 污水处理生物脱氮技术系统
生物脱氮系统的基本流程如下图2所示。缺氧反应器是脱氮工艺的核心，通过污水中的一些有机物当做氮电子进行转移的供方，将反应产生的物质硝酸盐氮当做氮电子进行转移的受方进而充分把污水中的氮脱掉。只是为了保证反应过程的正常进行，必须保证该反应中有充足的碳源如下图图3所示。随着社会的发展，生物脱氮技术也在不断进步，现如今这种技术在概念以及技术工艺方面都发生了全新的变化比如时下比较盛行的生物脱氮短程硝化反硝化反应方法、硝化反硝化同时进行反应的生物脱氮以及生物脱氮的厌氧氨氧化技术等等。图2：生物脱氮系统基本流程图3：脱氮处理基本过程结构图
2.3 城市污水处理生物除磷脱氮技术之间关系
（1）SRT（即污水污泥龄）方面的技术矛盾：我们首先分析一下除磷技术，根据除磷技术使用的系统反应原理，污水中SRT与磷含量成反比关系，较长时效的SRT会由于有机物质的缺失而出现磷物质的自我消融，甚至由于物质自融后污水处理后的排泥量逐步减少而影响我们对污水中磷含量的去除效率；然而对于脱氮技术来看，由于脱氮主要是进行硝化以及反硝化反应，其中硝化反应主要依靠自养型好氧菌，反硝化反应主要依靠兼性菌，虽然两个反应相比较而言前者所需SRT较大，可是为了实现两个反应的效率最大化，一定比例内通常是呈现SRT与脱氮技术的正比关系。
（2）碳含量的需求矛盾：生物脱氮因为两个反应中硝化反应必须达到一定标准的碳氮配比，而反硝化反应由于主要利用硝酸盐作为氮电子反应变化的承受方，不需一定标准的碳含量污水中含碳量物质完全可以满足，所以只需达到硝化反应的碳氮标准即可；然而对于除磷技术只需要污水中某些有机质以及微生物达到一定配比就可以，基本是不需要碳物质的。
（3）硝酸盐对于两项技术的互反性影响：我们知道脱氮工艺需要硝酸盐，但是除磷工艺硝酸盐在厌氧反应只会产生阻碍发酵反应甚至大量消耗除磷工艺过程中所必须的低分子有机物质。虽然现在有些除磷工艺技术比如开普敦研发的UCT除磷技术已经通过加大反硝化解决回流污泥问题从而充分控制了硝酸盐对除磷工艺的影响，但是，硝化盐对于除磷脱氮两方面污水处理技术理论上的影响还是存在。
3 城市污水处理对生物除磷脱氮技术的改进需求
通过上文我们了解到生物除磷脱氮技术是存在很多矛盾的，为了更好地进行污水治理工作，我们需要充分均衡生物除磷脱氮工艺，研究可以将除磷与脱氮紧密相连的综合性污水处理技术，虽然现在已经有很多改进性技术，比如为了解决碳物质引起的除磷脱氮矛盾，一般是将工艺进行顺序倒叙把原来放在技术后面的缺氧反应部分提到最前面，同时将厌氧反映部分放到工艺的最后。这样就可以让工艺中需要一定标准碳量的脱氮菌最先接触到碳物质，充分将反硝化反应进行速度提升。与此同时，还可以将原有的硝酸盐对除磷的干扰性降低。除此之外还有一项实践证明效果显著的新工艺就是污水除磷脱氮同步氧化沟技术（如下图图4所示）。这个新技术主要通过将活性污泥处理反应进行加时， 从而实现减少甚至充分把控污水中污染物质，以及简化了工艺流程，节约操作成本等目的，目前我国已经在四川新都修建了新技术展示的示范性工程。下面就探讨一下除磷脱氮组合技术改进方向问题：图4：污水除磷脱氮处理同步氧化沟技术3.1 新技术研究设想：
①氧环境转换设想：因为生物除磷应该在好氧、厌氧相互适时变换的条件下进行，生物脱氮要在分开后的好氧、缺氧环境下进行反应。为此我们可以参考图五结构将氧气分为好氧、缺氧、厌氧三种环境。并根据氧环境的改变，以及改进进水或回流等方法进行技术整合，现今类似的组合工艺主要有UCT、SBR、氧化沟以及生物转盘等。图5②技术组合分布改进设想：运用城市污水处理过程中除磷工艺的厌氧好氧性作为原理进行常温环境下污水氨氮发生亚硝酸化反应以及目前使用比较多的ANAMMOX和CANON等技术，实现高效率，高质量，低消耗的综合技术需要对操作流程进行污水循环治理。
4 结论
城市污水处理生物技术中，除磷脱氮工艺是最为复杂最为艰难的，但是相信只要我们能对生物除磷脱氮进行有效研究，并充分做好除磷脱氮技术间的平衡问题，城市污水生物除磷脱氮技术一定会为污水处理带来更高效率以及更高的经济效益。
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